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Simplifique a complexidade do sistema Com o novo controlador de alto desempenho CompactRIO Rodrigo Schneiater Engenheiro de Vendas National Instruments Leonardo Lemes Engenheiro de Sistemas National Instruments
NI CompactRIO A abordagem de hardware flexível da NI O único controlador projetado em software do mundo Nós o chamamos de arquitetura LabVIEW RIO Processador Sistema operacional de tempo real Processador Software de aplicação Redes tempo e real ou drivers baseado periféricos em PC de E/S DMA, interrupção e drivers de controle de barramento FPGA IP da aplicação IP de controle IP do DSP Drivers FPGA e interface de entrada e saída especializada Controlador DMA E/S analógicas E/S digitais E/S modulares E/S especializadas para qualquer sinal E/S customizadas Protocolos de barramento O LabVIEW é um ambiente gráfico de programação altamente produtivo para a programação de hosts, FPGA, E/S, e interfaces de barramento Tecnologia comercial 5
NI CompactRIO O único controlador projetado em software do mundo FPGA Processador E/S modulares Robustez extrema: Faixa de temperatura de -40 a 70 C; choque de 50 g, vibração de 5 g O LabVIEW é um ambiente gráfico de programação altamente produtivo para Alto desempenho: a programação Até 1,33 de GHz, hosts, processador FPGA, E/S, dual-core e interfaces i7 de barramento E/S abrangentes: Comunicações analógicas, digitais, customizadas, barramentos de comunicação 6
Novo CompactRIO Projeto de sistemas com LabVIEW Programe com os módulos LabVIEW Real-Time e LabVIEW FPGA Transfira rapidamente suas aplicações existentes desenvolvidas em LabVIEW Simplifique a complexidade do sistema IU embarcada, impulsionada pelo NI Linux Real-Time Integre visão com co-processamento em FPGA Armazenamento removível de dados SDHC 7 Produtividade e desempenho de alto nível Processador Dual-Core Intel Atom 1,33 GHz Xilinx Kintex-7 FPGAs com até 325k de células lógicas 16 canais DMA FIFO para a transmissão de dados Reutilização de código e comunidade Sistema operacional NI Linux Real-Time Integre as aplicações e bibliotecas existentes Desenvolva, depure e implemente o código C/C++
Conheça todo o novo CompactRIO de uma só vez Entradas de alimentação redundantes com alimentação de 9-30 VCC Botões de ligar e reiniciar Dual-Core 1,33 GHz Processador Intel Atom E/S modulares da Série C Dispositivo USB 2x Gigabit Ethernet 2x USB2 Temperatura de operação de -40 à 70º C Xilinx Kintex-7 FPGA Suporte ao display RS232 e RS485 Botão definida pelo usuário Memória SD removível 8
Monitoramento Aplicações embarcadas de controle e monitoramento Monitoramento distribuído Monitoramento e controle simples Sistemas de controle Controle intenso FPGA Equipamento pesado Monitoramento de ativos Smart Grid Controle de máquina Máquinas inteligentes Controle do inversor Controle 9
Máquina de soldagem com feixe de elétrons Descrição Controle do feixe de elétrons Múltiplos eixos de movimento Aplicações guiadas por visão IHM local Desafios Algoritmos de controle cada vez mais complexos Integração complicada de subsistemas Ferramentas de projeto adicionais Dificuldades com o tempo de lançamento no mercado 10
Máquina de soldagem com feixe de elétrons Monitor Câmera IHM Controlador Aquisição da visão Drives de movimento E/S 11
Processador Intel Atom Dual-Core Sistema system-on-chip (SoC) da Intel de última geração com microarquitetura Silvermont Alto desempenho, baixa utilização de energia, tamanho compacto e faixa de temperatura nos padrões industriais Ampla variedade de periféricos, incluindo GPU, PCIe e USB (host e dispositivo) Velocidade do processador Núcleos 2 Cache L2 Frequência do processador gráfico Memória Densidade de memória 1,33 GHz 1 MB 533 MHz DDR3L-1066 de 64 bits 1 GB ou 2 GB 12
Suporte ao sistema operacional NI Linux Real-Time Aproveite a flexibilidade do Linux, com o determinismo e a confiabilidade de um sistema operacional de tempo real. Reutilize o código C/C++ em todas as aplicações LabVIEW Real-Time incorporadas aos controladores CompactRIO mais recentes Processador de tempo real E/S modulares 13
Field-Programmable Gate Array (FPGA) Arranjo de portas reconfiguráveis em campo Blocos de memória Armazena conjuntos ou valores de dados na RAM definida pelo usuário Blocos de lógica configurável (CLBs) Implementam a lógica usando flip-flops e LUTs Multiplicadores e DSPs Implementam o processamento de sinais usando circuitos de multiplicador e de multiplicador acumulado Interconexões programáveis Roteamento de sinais por meio da matriz FPGA Blocos de E/S Tenha acesso direto às E/S digitais e analógicas 14
Você acha que não precisa de um FPGA? Pense melhor! -- 3 Motivos para aumentar suas aplicações com o FPGA -- Seu projeto preparado para o futuro Adapte aos requisitos em constante mudança e à evolução dos projetos Aumente a confiabilidade e o determinismo Nos sistemas implantados com prazos apertados e com problemas de segurança Aprimore o desempenho e melhore a funcionalidade Processamento transferido para o FPGA, controle ultrarrápido e customização de temporização 15
FPGA Xilinx Kintex-7 Quase 3 vezes mais CLBs e 13 vezes mais slices de DSP do que os sistemas CompactRIO existentes Resultado: Processe mais canais, desenvolva algoritmos mais complexos e execute mais tarefas em FPGA do que nunca! 16 DMA FIFOs com transmissão de largura de banda de 250 MB/s nos dois sentidos Resultado: Você terá a liberdade de transferir dados da maneira que quiser. 16
Tempo de compilação (em horas) Tempo de compilação (em horas) Redução de 2 a 5 vezes nos períodos de compilação com o Vivado O LabVIEW FPGA 2014 inclui as ferramentas de compilação Xilinx Vivado para os FPGAs Kintex-7, que oferecem os seguintes benefícios: Temporização confiável Melhor utilização de recursos Redução entre 2 e 5 vezes nos períodos de compilação 12 10 8 6 4 2 0 1,0 PXIe-7975R Kintex 7 410T crio-9068 Zynq 7020 0,5 0,0 ISE Vivado 17
Benchmark de aplicações complexas de controle Uso médio da CPU* crio-9025 46% Controlador Performance CompactRIO de CompactRIO alto desempenho 12% Desempenho 4 vezes melhor crio-9082 4% *Controle da taxa de loop de 500 Hz 0% 20% 40% 60% 80% 100% 18
Máquina de soldagem com feixe de elétrons Monitor Câmera IHM CompactRIO Aquisição da visão Drives de movimento E/S 19
LabVIEW 2014 Real-Time com IU embarcada Simplifique a complexidade do sistema ao implementar uma IHM diretamente no controlador CompactRIO 20
Máquina de soldagem com feixe de elétrons Monitor Câmera CompactRIO Aquisição da visão Drives de movimento E/S 21
Implemente localmente a aquisição de imagens Conecte até 4 câmeras de uma vez As câmeras GigE Vision fornecem uma largura de banda superior e cabos com maior alcance O USB3 Vision por meio de portas USB 2.0 que utiliza menos recursos do processador Capacidade significativa de processamento, com o processador Intel Atom de dois núcleos Use o módulo Vision Development para criar algoritmos avançados de processamento de imagem Tome decisões de controle corretas, diretamente dos resultados do processamento de imagens 22
O módulo Vision Development inclui IPs avançadas Tecnologia de imagem comprovada Aproveitamento de mais de 50 funções de processamento de imagem em FPGA, visando projetar sistemas de visão de alto desempenho e a transferência de imagens entre a CPU e o FPGA CPU Usabilidade aprimorada Crie protótipos e gere códigos usando o Vision Assistant para projetar sistemas de visão de alto desempenho Encontre dados com mais facilidade Pesquise automaticamente uma imagem completa de Códigos de barras em 1D e execute decodificações FPGA 23
Máquina de soldagem com feixe de elétrons Monitor Câmera CompactRIO Drives de movimento E/S 24
Cartão SD de armazenamento removível Compatível com cartões SD ou SDHC removíveis de até 32 GB A NI irá disponibilizar cartões SD validados de 16 GB e 32 GB Botão USER1 configurável para permitir a substituição online do cartão SD A embalagem do cartão SD da NI pode ser presa à capa, para evitar a perda 25
Aplicação Pick And Place de Semicondutores Aplicação: O posicionador de semicondutores é usado para embalar o circuito integrado de silício Objetivo: Consolidar o subsistemas para reduzir os custos e a complexidade, além de melhorar o desempenho do movimento Requisitos Integrar 2 câmeras para aplicações guiadas por visão Controle de 8 eixos de movimento com precisão Implemente uma IHM local usado na inicialização, na calibração e no status do sistema Resultado: Usando o novo controlador CompactRIO em nosso posicionador de semicondutores, conseguimos integrar a IHM e os componentes de visão em um único dispositivo. Isso não reduziu apenas os custos com o sistema, mas também o tempo de desenvolvimento. Kennes Wang, Mestre de maquinário 26
Novo CompactRIO Projeto de sistemas com LabVIEW Programe com os módulos LabVIEW Real-Time e LabVIEW FPGA Transfira rapidamente suas aplicações existentes desenvolvidas em LabVIEW Produtividade e desempenho de alto nível Processador Dual-Core Intel Atom 1,33 GHz Xilinx Kintex-7 FPGAs com até 325k de células lógicas 16 canais DMA FIFO para a transmissão de dados Simplifique a complexidade do sistema IU embarcada, impulsionada pelo NI Linux Real-Time Integre visão com co-processamento em FPGA Armazenamento removível de dados SDHC 27 Reutilização de código e comunidade Sistema operacional NI Linux Real-Time Integre as aplicações e bibliotecas existentes Desenvolva, depure e implemente o código C/C++
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